[理学]第二讲 永保“青春”的磁学.ppt

I + + + + - - - P 型半导体 + - 霍耳效应的应用 测量磁场 霍耳电压 判断半导体的类型 + + + - - - N 型半导体 - I + - 量子霍尔效应（1980年） 霍耳电阻 98年崔琦因量子霍耳效应理论获诺贝尔奖。 4、磁致伸缩效应和压磁效应 磁致伸缩效应——铁磁体在外磁场中被磁化时，其长度和体积都要发生微小变化的现象. 1842年焦耳发现的 压磁效应——若给已磁化的铁磁体施加压力或拉力，从而产生应变并伴随磁体内磁通量密度的变化的现象。 5、绝热去磁致冷效应 顺磁质通过等温磁化和绝热去磁过程使温度降低达到制冷目的 制成的超导磁场的磁制冷机，使低温步入10-3K数量级。 * \ * * 无外磁场 抗 磁 质 的 磁 化 有外磁场 抗磁质内磁场 感应磁矩 铁磁性材料类别： O 软磁材料 O 硬磁材料 O 矩磁铁氧体材料 实验表明，不同铁磁性物质的磁滞回线形状相差很大. 出现和应用都很早的是永磁材料和软磁材料 永磁材料是经过强磁场磁化以后能长期保留其剩余强磁性的材料,?也是历史上最早发现和应用的强磁材料.?第一二三代稀土永磁材料分别为SmCo5和Sm2Co17?系Nd-Fe-B?系,?其最大磁能积均远超过其他的永磁材料,?而且还一代超过一代 我国稀土矿储量约占世界已探明储量的80%,?也是目前生产稀土永磁材料的大国之一。 软磁材料是现代电力工业和电子工业用量大和用途广的一大类磁性材料.?当代新发展的非晶软磁材料和纳米软磁材料,?其软磁性能好损耗低,?正在解决大量生产的工艺问题,?是对传统软磁材料的一大挑战. 信息磁性材料,?简称信磁材料,?是当前信息时代有着重要和广泛应用的多类磁性材料的统称.? 信磁材料在当代电子计算机(电脑)?微波和卫星通信以及光通信等高新技术中都有着重要的应用.?半个多世纪以来,?电子计算机技术发展迅速,?但是磁带磁盘和磁鼓等磁记录材料和磁头材料仍始终获得应用.?在不同时期和不同情况下,?磁芯和磁膜存储器也有着重要的应用. 磁记录 磁记录是利用铁磁材料的特性与电磁感应的规律来记录信息(如声音、图象或数字等)的。把铁磁材料制成粉末状，用粘接剂涂敷在特制的带或圆盘表面，称为磁带或磁盘，用它们记录音像信号或数字信号。 录音(或录像)时，需要一个录音(像)磁头，它是一个具有微小气隙的电磁铁。工作时，使磁带靠近磁头的气隙走过，磁头的线圈内通入由声音或图像转成的电信号，即强弱和频率都随时间变化的电流。这个电流使铁芯的磁化状态及气隙中的磁场同步变化。 放音(像)时，让已录有信号的磁带在放音磁头的气隙下面通过。磁带上磁粉剩磁的强弱将引起磁头中线圈铁芯内磁通的变化。这个变化的磁通在线圈内产生同步变化的感应电流。将此电流放大再经过电声(或电像)转换，获得原来记录的声音或图像。 要想把已记录的声音或图象抹去，只要在磁带通过时，在磁头的线圈内通入等幅变化的电流即可 这个变化着的磁场将使磁带上磁粉的磁化状态发生相应变化，当磁带离开磁头后，磁粉剩磁的强弱分布对应输入磁头的电流信号。把信号记录到磁带上。 磁光盘是以磁畴的磁化方向表示记录数据，常温下磁畴具有10kOe以上的矫顽力，普通的磁铁和磁头都不能改变其磁化方向，但如果受热，随着温度的上升，其矫顽力将迅速变小，当温度上升到居里温度（矫顽力降为0时的温度称为居里温度）时磁畴的磁化方向随外部磁场的改变而改变。 磁光盘便是利用激光照射产生的热能结合磁记录进行数据的记录和擦除：即连续照射激光，将记录膜的温度提高到居里温度，使矫顽力降为0，从而受磁头磁场的影响磁畴磁化方向全部向下，完成磁光盘的初始化，也即是通过写入“0”擦除原有数据。 磁光盘技术 记录数据时，磁头通电，反转磁场方向，需写入数据的地方受强激光照射，磁化方向也随磁头磁场方向的改变而向上，即写入数据“1”。读出激光入射到磁光盘，反射光的偏振面将随磁畴磁化方向的改变而旋转（即所谓克尔（kerr）效应），顺时针旋转表明数据是“1”，反时针是“0”，这一变化用偏振光分束器转换成光强度的变化，然后导入光探测器取出电信号，从而完成数据的读出。读出时的激光强度不到記録／擦除時的1/7，因而不会影响记录膜的数据。 磁光盘是以磁畴的磁化方向表示记录数据，常温下磁畴具有10kOe以上的矫顽力，普通的磁铁和磁头都不能改变其磁化方向，但如果受热，随着温度的上升，其矫顽力将迅速变小，当温度上升到居里温度（矫顽力降为0时的温度称为居里温度）时磁畴的磁化方向随外部磁场的改变而改变。 磁光盘便是利用激光照射产生的热能结合磁记录进行数据